在地球轨道上,人工智能(AI)的发展竞赛已悄然开辟了一片新空间——太空数据中心。当前,中美两国的科技企业正加速推进这一项目,将配备强大计算能力的卫星网络送入太空,利用太阳能为不断增长的AI运算需求提供支持。
全球首个太空计算卫星星座成功发射
这个计划的核心目标是满足全球AI产业对算力的巨大需求,并在近地轨道上占据技术和战略上的优势。它不仅仅是商业创新,也事关经济和军事领域的未来发展,是两国科技竞争的关键延伸。
尽管美国正在加大投入,但是中国的企业已经先行一步。2025年5月,中国公司(包括初创公司ADA Space和由阿里巴巴等支持的研究机构之江实验室)成功发射了12颗装备了AI计算设备的卫星。这些卫星通过高带宽的激光通信网络连接,共同构建起一个可在太空进行AI计算的初步网络,总计算能力已达千万亿次/秒级别。
上述项目(称为“三体计算星座”)仅仅是一个开始,其最终计划是在太空布设超过2800颗卫星,届时总计算能力将达到惊人的百亿亿次/秒。这个巨型星座将专注处理对地观测数据,用途涵盖天气预测、灾害监测乃至国防应用。
与此同时,中国还有另一个大型项目在同步推进。该项目预计于2027年完成初期部署,目标是集中建设一个大型太空计算平台,其算力也达到百亿亿次/秒规模,最终有望产生接近一座核电站的电力,规模庞大。
而面对中国的进展,美国科技公司也在快速行动。例如,谷歌于近期宣布将与卫星公司合作,计划在2027年发射两颗搭载其定制AI芯片的卫星。其长期设想是通过在轨道上搭建相互连接的卫星集群,形成一种技术,能够替代耗电量惊人的地面大型数据中心。
美国的初创公司也展现出非凡的活力。一些公司已将装备最新高性能AI处理器的卫星送入轨道,并成功演示了包括复杂模型训练、图像分析在内的多项太空计算任务。其后续计划还包括发射更强性能的商业卫星,并将最终建造由数万颗卫星组成的、拥有千兆瓦级算力规模的太空计算网络。
太空探索技术公司凭借其在运营大规模卫星互联网星座和卫星间激光通信技术方面的经验,被视为构建大规模太空数据中心的潜在关键角色。其正在研制的重型可复用火箭,有望大幅降低将相关设备送入太空的成本,为解决成本这一最大挑战带来突破。
将数据中心送入太空面临着与地球环境截然不同的挑战。目前主流的路线有两种,一是仿照地面,建设集中的大型设施;二是通过众多小卫星组建分布式网络。
集中式的问题在于,在真空的太空中,设备散热只能依靠辐射,效率较低,会迫使系统配备庞大且沉重的散热设备,增加成本。而r分布式/星座式则可以利用众多备用卫星实现冗余备份,容错性更高,被普遍认为是未来更具前景的方案。
但是除了上述技术难题,太空数据中心的建设也面临着非传统安全风险。考虑到卫星有可能面临敌对行为的风险,各国规划中仍需依赖地面数据中心作为核心备份。
中国取胜的关键就是能源供给。美国目前的AI发展正带来严峻的电力压力。媒体报道指出,为满足激增的AI数据中心用电,部分地区电网负荷接近极限,面临被迫在极端天气中实施“轮流停电”的风险。
与此形成对比的是,《华尔街日报》等媒体观察发现,在中国如内蒙古等地区,大规模风电等新能源建设正提供充沛的电力保障,支撑起“草原云谷”等大型数据中心集群的建设和运行。多家国际金融机构分析认为,基于对未来电网的大规模投资,中国正形成可观的电力冗余容量,这被视为中国在AI竞赛中可能握有的重要优势。
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